Учени създадоха първия компютър, подобен на мозък, използвайки вода и сол
Теоретични физици от университета в Утрехт дружно с пробни физици от университета Соган в Южна Корея съумяха да основат неестествен синапс. Този синапс работи с вода и сол и е първото доказателство, че система, която употребява същата среда като нашия мозък, може да обработва комплицирана информация. Резултатите са оповестени в научното списание Proceedings of the National Academy of Sciences.
Стремейки се да подобрят енергийната успеваемост на елементарните компютри, учените от дълго време се обръщат за ентусиазъм към човешкия мозък. Те се стремят да подражават на неговите невероятни качества по разнообразни способи. Тези старания доведоха до създаването на мозъчни компютри, които се отклоняват от обичайна двоична обработка и одобряват аналогови способи, сходни на нашите мозъци. Въпреки това, до момента в който нашите мозъци работят, употребявайки вода и разтворени солни частици, наречени йони, като среда, множеството модерни компютри, въодушевени от мозъка, разчитат на стандартните твърди материали.
Това повдига въпроса: Можем ли да реализираме по-точно възпроизвеждане на мозъка, употребявайки същата среда? Тази завладяваща опция стои в основата на нововъзникващото поле на йонтронните невроморфни калкулации.
Изкуствен синапс
В скорошно изследване, оповестено в PNAS, учените демонстрираха за първи път система, основана на вода и сол, която демонстрира способността да обработва комплицирана информация, отразяваща функционалността на нашия мозък. Централно за това изобретение е малко устройство с размери 150 на 200 микрометра, което имитира държанието на синапс — значим съставен елемент в мозъка, виновен за предаването на сигналите сред невроните.
Тим Камсма, лекар в Института по теоретична физика и математика на Утрехтския университет и водещ създател на проучването, показва вълнението си, заявявайки: „ Въпреки че към този момент съществуват изкуствени синапси, способни да обработват комплицирана информация, основани на твърди материали, в този момент демонстрираме за първи път, че този героизъм може да се реализира и с вода и сол. “ Той акцентира: „ Ние дейно възпроизвеждаме държанието на невроните със система, която употребява същата среда като мозъка. “
„ Може би това ще проправи пътя за появяването на изчислителни системи, които по-точно възпроизвеждат невероятните благоприятни условия на човешкия мозък “. — Тим Тим Камсма, лекар и водещ създател
Миграцията на йони
Устройството, създадено от учени в Корея и наречено йонтронен мемристор, съдържа островръх микроканал, цялостен с разтвор от вода и сол. След приемане на електрически импулси, йоните вътре в течността мигрират през канала, което води до промени в концентрацията на йони. В взаимозависимост от интензитета (или продължителността) на импулса, проводимостта на канала се контролира надлежно, отразявайки укрепването или отслабването на връзките сред невроните. Степента на смяна в проводимостта служи като измеримо показване на входния сигнал.
Допълнителна констатация е, че дължината на канала въздейства върху продължителността, нужна за разпръскване на измененията в концентрацията. „ Това допуска, че каналите могат да бъдат приспособени за предпазване и обработка на информация за разнообразни интервали от време, още веднъж като синаптичните механизми, следени в нашите мозъци “ — изяснява Камсма.
Значителна крачка напред
Камсма акцентира фундаменталния темперамент на проучването, отбелязвайки, че йонните невроморфни калкулации, макар че са в развой на бързо развиване, към момента са в начален етап. Очакваният резултат е компютърна система, която доста ще превъзхожда по продуктивност и консумация на сила днешните технологии. Въпреки това, дали тази визия ще се материализира, към този момент остава спекулативно. С всичко казано дотук Камсма вижда обявата като забележителна стъпка напред.
„ Това съставлява значим прогрес към компютрите, които могат освен да имитират информационните модели на човешкия мозък, само че и да употребяват същата среда “ — споделя той. „ Може би това в последна сметка ще проправи пътя за изчислителните системи, които по-точно възпроизвеждат невероятните качества на човешкия мозък. “
